太陽赤緯:
$$\delta = 23.45\sin\!\left(\frac{360}{365}(284+N)\right)$$
太陽高度角:
$$\sin\alpha_s = \sin\phi\sin\delta + \cos\phi\cos\delta\cos\omega$$
時角: $\omega = 15(h-12)$ [°]
緯度・日付・傾斜角・方位角を入力して太陽高度と日射量をリアルタイム計算。ソーラーパネル設計・建築日射解析に活用できます。
太陽赤緯:
$$\delta = 23.45\sin\!\left(\frac{360}{365}(284+N)\right)$$
太陽高度角:
$$\sin\alpha_s = \sin\phi\sin\delta + \cos\phi\cos\delta\cos\omega$$
時角: $\omega = 15(h-12)$ [°]
太陽光発電システムの設計:パネルの最適な傾斜角・方位角を決定するために必須の計算です。年間の発電量を最大化するには、夏より冬の日射量を重視した角度設定が行われることもあります。このツールで季節ごとの日射量を比較することで、最適な設置条件を見つける手がかりになります。
建築・環境設計:建物の日射熱取得や自然採光の計画に利用されます。南面の大きな窓は冬の暖房負荷を減らしますが、夏の日射遮蔽も考慮が必要です。ツールで夏至と冬至の太陽高度を確認し、軒の出の長さを設計するなどの応用があります。
農業ハウス・ビニールハウスの配置:作物の成長に必要な光量を確保するため、ハウスの向きと傾斜が検討されます。特に高緯度地域では、冬季の貴重な日射を最大限取り入れる方位が重要になります。
都市計画・日照権の検討:高層建築物が周囲に落とす影(日影)の影響を評価する基礎データとして、太陽の通る軌道(太陽位置)の計算が用いられます。特定の日時の太陽高度と方位角が分かれば、影の範囲を予測できます。
まず、「方位角0°=真南」は磁北ではなく真北基準という点を見落としがちだ。コンパスで測る磁北とは数度ずれる(偏角)ので、精密な設計では補正が必要。例えば東京では西偏約7°だから、真南を向かせるにはコンパスで約187°を向ける計算になる。次に、「日射量」は理論上の晴天値であることを理解しよう。ツールは大気減衰(大気外放射量×大気透過率)をモデル化しているが、実際の雲や気象、大気汚染の影響は含まない。実務では、この計算結果に気象統計データから求めた「日照率」や「曇天補正係数」を乗じて実発電量を見積もる。最後に、傾斜角の最適値は「目的」で変わる。年間発電量最大化なら緯度に近い角度(東京なら30-35°)が目安だが、冬期の熱取得や雪滑りを重視する北国では60°以上にすることも。逆に、夏季の冷房負荷低減が主目的なら、水平に近い10°以下で設定し、日射取得を抑えるケースもある。
東京(北緯35.7°)で冬至12月21日を計算する場合:正午の太陽高度は31.6°、大気外日射量I₀は1,360W/m²です。傾斜角35°・南向きパネルの直達日射量I_bTは約950W/m²に達し、水平面の760W/m²から25%増加します。一方、夏至6月21日の同地点では太陽高度78.3°で、傾斜角35°パネルのI_bTは約1,020W/m²となり、日積算日射量は約7.2kWh/m²に達します。